Nükleer Enerji ve Çevre Ferruh ERTÜRK* Özet Bugün dünyada büyük ölçüde yenilenemeyen enerji kaynaklar kullan lmaktad r. Bunun sonucunda çevre sorunlar önemli ölçüde artm flt r. Sera gazlar n n atmosferdeki de iflimlerinin son 150 y l içinde artmas sonucunda meydana gelen s nma küresel boyutta iklimsel de iflimlere yol açmakta, antropojenik kaynaklardan oluflan hava kirlili inin bir göstergesi olan karbon dioksit (CO 2 ) deriflimi, 18 ve 19. yüzy llarda 280 290 ppm aras nda iken, fosil yak tlar n yak lmas sunucunda 2006 y l n n bafl nda yaklafl k 382 ppm e kadar ulaflm flt r. Sürdürülebilir kalk nma hedefleri çerçevesinde, ülkemizin enerji talebini karfl lamak için, uzun vadede yenilenebilir enerji kaynaklar na yönelirken, k sa ve orta vadede de çevreye en az zarar verecek flekilde nükleer enerji kaynaklar n n kullan lmas na önem verilmelidir. Bu çal flmada, Türkiye nin orta ve uzun vadedeki enerji talebinin karfl lanabilmesi için ileriye dönük alternatif enerji kaynaklar ile birlikte nükleer enerjinin dünyadaki durumu incelenmifl, nükleer enerji ile fosil yak tlarla çal flan enerji santrallerinin çevresel etkileri karfl laflt r lm flt r. Anahtar kelimeler: Nükleer Enerji, Yenilenebilir Enerji, Enerji Kullan - m n Çevresel Etkileri Girifl Enerji, ekonomik ve sosyal kalk nma için temel girdilerden birisi durumunda olup, sanayi, konut ve ulaflt rma gibi sektörlerde kullan lmaktad r. Ancak fosil yak tlar (kömür, petrol, do algaz), üretim, çevrim, tafl n m ve tüketim esnas nda büyük oranda çevre kirlenmesine de yol açmaktad r. Özellikle enerji çevrim santralleri asit ya murlar gibi s n rlar ötesi etkileri de beraberinde getirmektedir. Bu nedenle çevre sorunlar ulusal oldu u gibi uluslararas nitelikler de tafl maktad r. Fosil yak tlar n (kömür, do algaz, petrol), hem tükenmekte oluflu, hem de küresel ölçekte s nma, bölgesel ölçekte asit ya murlar * Y ld z Teknik Üniversitesi, Çevre Mühendisli i Bölümü, Befliktafl 34349, stanbul. erturk@yildiz.edu.tr
144 Sürdürülebilir Kalk nma çin Nükleer Enerjinin Önemi ve yerel ölçekte de insan sa l, bitki ve malzemeler üzerinde olumsuz etkilere yol açmalar dolay s yla hidrolik, nükleer, yenilenebilir gibi alternatif enerji kaynaklar na yönelmek gerekmektedir. Antropojenik kaynaklardan oluflan hava kirlili inin bir göstergesi olan karbon dioksit (CO 2 ) deriflimi, 18 ve 19. yüzy llarda 280 290 ppm aras nda iken, fosil yak tlar n yak lmas sunucunda eksponansiyel bir art fl göstererek 1990 l y llar n sonunda 370 ppm e, 2006 y l n n bafl nda yaklafl k 382 ppm e kadar ulaflm flt r. Yap lan tahminler, 21. yüzy l n sonunda CO 2 de ifliminin 600 ppm civar nda olaca n göstermektedir [1]. Bugünün enerji kaynaklar, yenilenemeyen enerji kaynaklar (kömür, petrol, do algaz ve nükleer enerji) ve yenilenebilen enerji kaynaklar (jeotermal enerji, günefl, rüzgâr, hidrojen, hidrolik, gelgit ve dalga enerjisi) fleklinde s n fland r lmaktad r. Türkiye nin elektrik tüketimi, geçmifl k rk y lda, y ll k ortalama yüzde 10 gibi yüksek bir h zla büyümüfltür. Yap lan çal flmalar, 1999 y - l nda 118 500 GWh olan elektrik tüketiminin, 2010 y l nda 295.000 GWh civar nda oldu u tahmin edilmektedir [2].Sürdürülebilir bir kalk nma yaklafl m içinde, ekonomik ve sosyal geliflimi destekleyecek, çevreyi en az (kabul edilebilir) düzeyde tahrip edecek, en az maliyette enerji tüketimi hedef al nmak zorunlulu u vard r. Enerji Kaynaklar n n Mevcut Durum ve Potansiyeli Dünyadaki fosil yak t rezervlerinin co rafi da l m incelendi inde, s v ve gaz yak t rezervleri dünyan n belirli co rafi bölgelerine yo unlaflm flken, kömürün düzenli bir da l m göstermekte ve üretimi 50 den fazla ülkede gerçeklefltirilmektedir. Ayr ca 1998 y l üretimi temel al nd nda kömürün bilinen rezervlerinin yaklafl k 200 y l olaca tahmin edilmektedir. Bu süre petrol (s - v yak t) ve do al gaz rezervleri için geçerli sürenin yaklafl k dört kat d r [3]. Nükleer Enerji Nükleer teknoloji, dünyan n elektrik gereksinmesinin %17 sini karfl laman n yan s ra, t pta ve endüstride kullan lan birçok izotopun üretilmesi için de kullan lmaktad r. Hem araflt rma yapmak hem de t pta ve endüstride kullan - lan izotoplar üretebilmek için 59 ülke toplam 273 araflt rma reaktörü iflletmektedir. Bunlar n yan s ra 250 yi aflk n gemi ve denizalt nükleer enerji ile hareket edebilmektedirler. Günümüzde 31 ülke nükleer enerji santrali iflletmektedir. Dünya genelinde, 1000 i aflk n, ticari, askeri ve araflt rma amaçl nükleer reaktör iflletilmektedir [4]. Nükleer elektrik tüketiminin toplam elektrik üretimi içinde pay, Litvanya da %77, Fransa da %76, sveç te %46, sviçre de %41, spanya da %32,
Nükleer Enerji ve Çevre 145 Japonya da %36, Almanya da %28, ngiltere de %27, Amerika da %19, Rusya da %13 civar nda olup, dünya ortalamas yaklafl k %17 dir [4]. AB nükleer kurulu gücünün geliflimi Çizelge 1 de, nükleer santrallerden elde edilen elektri in dünyadaki pay Çizelge 2 de, kurulu bulunan ve infla halindeki nükleer enerji santrallerinin ülkelere göre da l m ise Çizelge 3 de verilmifltir. Çizelge 1. AB nükleer kurulu gücünün geliflimi [5] Çizelge 2. Nükleer elektri in dünyadaki pay *
146 Sürdürülebilir Kalk nma çin Nükleer Enerjinin Önemi Çizelge 3 Kurulu bulunan ve infla halindeki nükleer enerji santralleri (1999)* *IAEA News Brief, 14 no:2, April-May, 1999 **Kanada da kapal bulunan fakat tekrar iflletmeye al nmas planlanan iki santral (yedi ünite) buradaki dizine kat lmam flt r.
Nükleer Enerji ve Çevre 147 Türkiye nin Komflular ndaki Nükleer Santraller fiekil 1 de Türkiye nin etraf nda bulunan nükleer santrallerin yerleri gösterilmifltir[7]. fiekil 1 den görüldü ü gibi, Ermenistan n Türkiye s n r na yaln zca 10 km uzakl ktaki Medsamor ve Bulgaristan da bulunan Kozloduy nükleer santralleri, Türkiye için birer tehdit niteli i tafl maktad r. ABD Enerji Ofisi nin yay nlad raporda Medsamor ve Kozloduy santralleri Sovyetler Birli i nin da lmas ndan önce de faaliyette olan en tehlikeli dokuz nükleer santral aras nda gösterilmiflti. ABD Denetleme Kurumu (GAO) 1995 y l nda haz rlad raporda her iki santral nda uzun y llar kapal kald ktan sonra yeniden aç ld - n ve özellikle Ermenistan daki Medsamor un deprem kufla nda bulunmas nedeniyle büyük tehlike yaratt n n alt n çizmektedir. Medsamor un 1988 de yaflanan depremde zarar gördü ü, reaktörün kaza an nda s z nt y önleyebilecek çelik-beton kubbeye sahip olmad ve acil durumlarda s y çekecek so- utma sistemlerinin yetersiz oldu u belirtilmektedir [6]. GAO nun raporunda tehlikeli reaktörlerin yan s ra nükleer at k depolama merkezlerine de de inilmektedir. Ermenistan ve Azerbaycan n birer tane nükleer at k depolama ve nükleer yak t deposuna sahip olduklar raporun dikkat çeken noktalar nda biridir. Türkiye nin Karadeniz komflusu Ukrayna n n 26 nükleer tesisi aras nda 12 at k deposu ve üç nükleer araflt rma merkezi bulunmaktad r [6]. TAEK Ermenistan ve Bulgaristan da bulunan Rus yap m, VVER 440 tipi bu santrallerle ilgili inceleme bafllatarak, her iki ülkenin s n rlar na monte edilen 32 istasyon arac l yla Radyasyon Erken uyar a kurmufltur [6]. fiekil 1. Türkiye nin etraf ndaki nükleer santrallerin yerleri [7]
148 Sürdürülebilir Kalk nma çin Nükleer Enerjinin Önemi Çevresel Etkiler Aç s ndan Nükleer ve Fosil Yak tlar n Karfl laflt r lmas Bütün enerji üreten santraller ürettikleri enerjiyi nakil hatlar vas tas yla ihtiyaç duyulan yerlere gönderirler. Bununla birlikte, yak t n kaynaktan ekstraksiyonu, tafl n m, tesisin inflas, enerji üretimi ve oluflan kat, s v ve gaz halindeki at klar n bertaraf na kadar geçen tüm safhalar n çevre etki de erlendirmesinin yap lmas gereklidir. Yukar da say lan bu befl faaliyetin çevresel etkileri bütün enerji üreten santraller için geçerlidir. Ancak, bu faaliyetler içinde enerji üretimi, yerel, bölgesel ve küresel etkilerin (insan sa l, malzemeler, flora ve fauna üzerindeki etkiler) süreklili i aç s ndan en önemli paya sahiptir. Enerji üretimi esnas nda oluflan at klar n bertaraf safhas nda, nükleer santrallerin yapt iki olumsuz etki, tekrar proses edilme ve radyoaktif at klar n uzaklaflt r lmas aflamalar nda meydana gelir. Tekrar proses edilme aflamas nda radyoaktif emisyonlar hava kirlili i üzerinde olumsuz etkiye sahiptir. Radyoaktif at klar n uzaklaflt r lmas s ras nda meydana gelebilecek bir kaza istenmeyen etkilerin oluflmas na neden olabilecektir. Nükleer tesislerden ç kan kullan lm fl yak tlar n geri kazan lmas sonucu ortaya ç kan yüksek düzeyli radyoaktif at klar n çevreye zarar verilmeden uzaklaflt r lmas, nükleer endüstrinin temel sorunlar ndand r. Araflt rmalar, bu tür at klar n kaya tuzu, granit (granadiyorit/bazalt) kil ve tüf oluflumlar içerisinde aç lacak derin yeralt depolar nda muhafaza edilmesinin en uygun yöntem oldu unu ortaya koymufltur [8].Küçükçekmece Nükleer Araflt rma Merkezi ve Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlü ü- Çevre Etüt Dairesi taraf ndan yap lan çal flmalarda, Türkiye de yer alan ve nihai depo ortam olarak de erlendirilebilecek formasyonlar hidrojeolojik ve tektonik aç dan incelenmifltir [8]. Ayr ca güvenli ve kal c bir depolama için ülkemizde bulunan stratejik do al malzemeler araflt r lmaktad r. Nükleer ve fosil yak tlar n çevresel etkileri, çevresel etki de erlendirilmesi için kullan lan yöntemlerden biri olan Leopold Matrisi ile incelenebilir. 1971 de ABD Jeolojik Araflt rmalar Merkezi nde Leopold taraf ndan gelifltirilen matris, inflaat projelerinde sebep ve tesir iliflkilerinin kalitatif olarak belirlenmesini esas alan bir kontrol listesidir olup matrisinin modifikasyonlar çeflitli kurulufllarda uygulanmaktad r [9]. Çevresel Etkilerin Leopold Matrisi ile Karfl laflt r lmas Kömür, petrol ve do algaz ile çal flan teknik santrallerin Leopold Matris ile de erlendirilmesi, s ras yla, Çizelge 2.4, 2.5, 2.6 de; nükleer santrallerin de erlendirilmesi ise Çizelge 2.7 de görülmektedir. Leopold matrisinde, diyagonaldeki kutunun sol üst köflesindeki rakam etkinin fliddetini, sa alt köflesindeki rakam ise etkinin önemi gösterir. Burada 1 10 aras nda de iflen rakamlar içinde 10 etkinin en büyük fliddetini ve önemini, 1 en az fliddet ve önemini ifade eder.
Nükleer Enerji ve Çevre 149 Çizelge 2.4. Kömürle çal flan termik santrallerin Çevresel Etki De erlendirilmesi Çizelge 2.5. Petrolle çal flan termik santrallerin Çevresel Etki De- erlendirilmesi Çizelge 2.6. Do algazla çal flan termik santrallerin Çevresel Etki De- erlendirilmesi
150 Sürdürülebilir Kalk nma çin Nükleer Enerjinin Önemi Çizelge 2.7. Nükleer santrallerin Çevresel Etki De erlendirilmesi Çizelge 2.4, 2.5, 2.6 ve Çizelge 2.7 deki çevresel etki de erlendirmeleri karfl laflt r ld nda, kömür, petrol ve do algaz ile çal flan teknik santraller ile nükleer santrallerin çevresel etkilerinin toplam fliddet ve önemi Çizelge 2.8 de gösterilmifltir. Çizelge 2.8. Çeflitli Enerji Santrallerin Çevresel Etkilerinin Toplam fiiddet ve Önemlerinin Karfl laflt r lmas Çizelge 2.9 dan görüldü ü gibi, çevresel etkilerinin toplam fliddet ve önemi aç s ndan incelendi inde, nükleer santraller, fosil yak t ile çal flan santrallere göre çevreye en az zarar veren enerji kaynaklar d r. Sonuç ve Öneriler Halihaz rda, konvansiyonel ve yenilenebilir enerji üretimlerinin da l mlar, AB, Fransa, ABD ve Türkiye de nükleer, hidrolik-rüzgar ve termik üretimin elektrik enerjisi içindeki paylar n gösteren fiekil 2 de gösterilmifltir [10]. fiekil 2 den görüldü ü gibi, Türkiye de konvansiyonel enerji üretiminde nükleer enerjinin pay hâlihaz rda bulunmamaktad r. Nükleer enerji santralleri, özellikle yer tespitinde ÇED çal flmalar kapsaml bir flekilde yap l rsa ve çok
Nükleer Enerji ve Çevre 151 daha önemlisi, yeterli emniyet koflullar n gerçeklefltiren en son teknolojiye göre projelendirilirse, çevresel etkilerinin toplam fliddet ve önemi aç s ndan incelendi inde, yerel, bölgesel ve küresel ölçekteki çevresel etkileri, fosil yak tlarla çal flan termik santrallere göre sürdürülebilir kalk nma hedeflerine çok daha uygundur. Türkiye halihaz rda enerji üretiminde hem d fla ba ml bir çizgi izlemekte hem de kaynak çeflitli ine uymamaktad r. Enerji üretiminde arz ve talebin dengelenmesinin yan nda arz güvenli i ve kaynak çeflitlili i de önemli bir di- er husustur. Tek bir kayna a ba ml kalmak ve d fla ba ml l n yüksek oranlarda olmas da yine arz güvenli ini ciddi flekilde tehlikeye sokabilmektedir. Ülkemizin uzun vaat ededeki enerji politikalar belirlenirken, rüzgar, günefl ve hidrojen gibi yenilenebilir enerji üretimlerinin gelifltirilmesine de a rl k vermek zorundad r. Özellikle, ICHET projesi kapsam nda kurulan stanbul Hidrojen Enstitüsünün, hidrojen üretimi ile ilgili çal flmalar na mutlaka destek verilmelidir. fiekil 2. AB, Fransa, ABD ve Türkiye de nükleer, hidrolik-rüzgar ve termik üretimin elektrik enerjisi içindeki paylar [8]
152 Sürdürülebilir Kalk nma çin Nükleer Enerjinin Önemi Ülkemizin gelecekteki enerji talebini karfl laflmamak için, kaynak çeflitli ine önem verilmeli, nükleer enerji ile birlikte, alternatif enerji kaynaklar n n kullan m na yönelik çal flmalara h z verilmeli, bu tür çal flmalar teflvik edilmeli, AR-GE çal flmalar na yeterli kaynak ayr lmal d r. Ayr ca enerji kaynaklar - n n kullan m nda d fla ba ml l n azalt lmas için yerli kaynak potansiyelinin verimli kullan lmas na dönük çal flmalar yap lmal, bu tür çal flmalara destek olunmal d r. KAYNAKLAR [1] Komhyr, W.D., Monthly Activities Report. Geophysical Monitoring for Climatic Change/Monitoring Trace Gases Group, Environmental Research Laboratories, NOAA, Boulder, Colarado, 1981. [2]. fien Z., Türkiye nin Temiz Enerji mkânlar, Mimar ve Mühendis Dergisi, Say : 33, Nisan-May s-haziran, 2004. [3]. Devlet Planlama Teflkilat (DPT), Sekizinci Befl Y ll k Kalk nma Plan Elektrik Enerjisi Özel htisas Komisyonu Raporu, DPT: 2569 Ö K: 585, Ankara, 2001. [4]. Türkiye Çevre Vakf, Türkiye nin Çevre Sorunlar 2003, Ankara, 2003. [5]. European Union Energy Outlook to 2020, 1999. [6] Sita Politik Dan flmanl k, Nükleer Enerji, www.sita.com.tr, Eriflim: 12.02.2005. [7]. Kam, E., Tekirda n Çevresel Do al Radyoaktivitesinin Tayini, Yüksek Lisans Tezi, Y ld z Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, stanbul, 2004. [8]. Osmanl o lu,a.e., Altunkaya, Kahraman,A.,Koçak,M., Gülkan,fi. Nükleer At k Nihai Depolama Araflt rmas Yat r m Projesi, Küçükçekmece Nükleer Araflt rma Merkezi, 2003. [9]. Goncalo lu B.., Ertürk F., Ekdal A., Termik Santrallerle Nükleer Santrallerin Çevresel Etki De erlendirmesi Aç s ndan Karfl laflt r lmas, Ekoloji Çevre Dergisi, Say : 34, Ocak-fiubat-Mart, 2000. [10]. Ertürk F., Türkiyenin Alternatif Enerji Üretim mkanlar ve F rsatlar, Türkiyede Enerji ve Kalk nma Sempozyumu,26 Nisan 2006, stanbul.